16:13
Comentarii Adauga Comentariu

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafen, arată studiul

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafenul, constată studiul

Electronul este unitatea de bază a electricității, deoarece poartă o singură sarcină negativă. Aceasta este ceea ce ni se învață în fizica de liceu și este cazul în mare parte a celor mai multe materiale din natură.

Dar în stări foarte speciale ale materiei, electronii se pot fragmenta în fracțiuni din întregul lor. Acest fenomen, cunoscut sub numele de „încărcare fracțională”, este extrem de rar și, dacă poate fi controlat și controlat, starea electronică exotică ar putea ajuta la construirea de computere cuantice rezistente și tolerante la erori.

Până în prezent, acest fenomen. efectul, cunoscut de fizicieni ca „efectul Hall cuantic fracționat”, a fost observat de câteva ori și mai ales sub câmpuri magnetice foarte mari, atent întreținute. Doar recent oamenii de știință au observat efectul într-un material care nu necesita o manipulare magnetică atât de puternică.

Acum, fizicienii MIT au observat efectul evaziv al încărcăturii fracționale, de data aceasta într-un material mai simplu: cinci straturi de grafen— un strat subțire de atom de carbon care provine din grafit și mine de creion obișnuită. Ei își raportează rezultatele în Nature.

Ei au descoperit că atunci când cinci foi de grafen sunt stivuite ca treptele unei scări, structura rezultată oferă în mod inerent condițiile potrivite pentru ca electronii să treacă prin fracții din sarcina lor totală. , fără a fi nevoie de niciun câmp magnetic extern.

Rezultatele sunt primele dovezi ale „efectului Hall anomal cuantic fracționat” (termenul „anomal” se referă la absența unui câmp magnetic) în grafenul cristalin. , un material la care fizicienii nu se așteptau să prezinte acest efect.

„Acest grafen cu cinci straturi este un sistem material în care au loc multe surprize bune”, spune autorul studiului Long Ju, profesor asistent de fizică la MIT. „Încărcarea fracțională este atât de exotică, iar acum putem realiza acest efect cu un sistem mult mai simplu și fără un câmp magnetic. Acest lucru în sine este important pentru fizica fundamentală. Și ar putea permite posibilitatea unui tip de calcul cuantic care este mai mult robust împotriva perturbațiilor.”

Co-autorii lui Ju MIT sunt autorul principal Zhengguang Lu, Tonghang Han, Yuxuan Yao, Aidan Reddy, Jixiang Yang, Junseok Seo și Liang Fu, împreună cu Kenji Watanabe și Takashi Taniguchi la Institutul Național pentru Știința Materialelor din Japonia.

Efectul Hall cuantic fracționat este un exemplu al fenomenelor ciudate care pot apărea atunci când particulele trec de la a se comporta ca unități individuale la a acționa împreună ca un întreg. Acest comportament colectiv „corelat” apare în stări speciale, de exemplu atunci când electronii sunt încetiniți de la ritmul lor normal frenetic la un târâș care permite particulelor să se simtă reciproc și să interacționeze. Aceste interacțiuni pot produce stări electronice rare, cum ar fi împărțirea aparent neortodoxă a sarcinii unui electron.

În 1982, oamenii de știință au descoperit efectul Hall cuantic fracționat în heterostructurile de arseniură de galiu, unde un gaz de electroni este limitat într-un planul bidimensional este plasat sub câmpuri magnetice mari. Descoperirea a câștigat ulterior grupului un Premiu Nobel pentru Fizică.

„[Descoperirea] a fost o afacere foarte mare, deoarece aceste încărcături unitare care interacționează într-un mod de a da ceva de genul încărcăturii fracționale a fost foarte, foarte bizar, ", spune Ju. „La acea vreme, nu existau predicții teorie, iar experimentele i-au surprins pe toată lumea.”

Acei cercetători și-au obținut rezultatele inovatoare folosind câmpuri magnetice pentru a încetini suficient electronii materialului pentru ca ei să interacționeze. Câmpurile cu care au lucrat au fost de aproximativ 10 ori mai puternice decât ceea ce alimentează de obicei un aparat RMN.

În august 2023, oamenii de știință de la Universitatea din Washington au raportat primele dovezi de încărcare fracționată fără câmp magnetic. Ei au observat această versiune „anomală” a efectului, într-un semiconductor răsucit numit ditelurură de molibden. Grupul a pregătit materialul într-o configurație specifică, despre care teoreticienii au prezis că va oferi materialului un câmp magnetic inerent, suficient pentru a încuraja electronii să se fracționeze fără niciun control magnetic extern.

Rezultatul „fără magneti” a deschis un aspect promițător. calea către calculul cuantic topologic — o formă mai sigură de calcul cuantic, în care ingredientul adăugat al topologiei (o proprietate care rămâne neschimbată în fața unei deformări sau perturbări slabe) oferă protecție suplimentară unui qubit atunci când se efectuează un calcul.

Această schemă de calcul se bazează pe o combinație de efect Hall cuantic fracționat și un supraconductor. Odinioară era aproape imposibil de realizat: este nevoie de un câmp magnetic puternic pentru a obține o sarcină fracțională, în timp ce același câmp magnetic va ucide de obicei supraconductorul. În acest caz, sarcinile fracționale ar servi ca un qubit (unitatea de bază a unui computer cuantic).

Făcând pași

În aceeași lună, Ju și echipa sa s-au întâmplat să observe și semne de sarcină fracțională anormală în grafen — un material pentru care nu existau predicții pentru prezentarea unui astfel de efect.

Grupul lui Ju a explorat comportamentul electronic în grafen, care în sine a prezentat proprietăți excepționale. Cel mai recent, grupul lui Ju a studiat grafenul pentastrat – o structură de cinci foi de grafen, fiecare stivuită ușor depărtat de alta, ca treptele unei scări.

O astfel de structură de grafen pentastrat este încorporată în grafit și poate fi obtinut prin exfoliere folosind banda Scotch. Când sunt plasați într-un frigider la temperaturi ultrareci, electronii structurii încetinesc să se târască și interacționează în moduri în care în mod normal nu ar face-o atunci când zboară la temperaturi mai ridicate.

În noua lor lucrare, cercetătorii au făcut câteva calcule și a descoperit că electronii ar putea interacționa între ei și mai puternic dacă structura pentastratului ar fi aliniată cu nitrură de bor hexagonală (hBN) – un material care are o structură atomică similară cu cea a grafenului, dar cu dimensiuni ușor diferite.

În combinație, cele două materiale ar trebui să producă o superlatice moiré — o structură atomică complicată, asemănătoare schelei, care ar putea încetini electronii în moduri care imită un câmp magnetic.

„Am făcut aceste calcule, apoi ne-am gândit: haideți”, spune Ju, care s-a întâmplat să instaleze un nou frigider cu diluție în laboratorul său MIT vara trecută, pe care echipa plănuia să-l folosească pentru a răci materialele la temperaturi foarte scăzute, pentru a studia comportamentul electronic exotic.

Cercetătorii au fabricat două mostre ale structurii hibride de grafen prin exfolierea mai întâi a straturilor de grafen dintr-un bloc de grafit, apoi folosind instrumente optice pentru a identifica fulgi cu cinci straturi în configurația în trepte. Apoi au ștanțat fulgul de grafen pe un fulg de hBN și au plasat un al doilea fulg de hBN peste structura grafenului. În cele din urmă, au atașat electrozi la structură și l-au plasat în frigider, setat la aproape zero absolut.

Pe măsură ce au aplicat un curent materialului și au măsurat tensiunea de ieșire, au început să vadă semne de încărcare fracțională. , unde tensiunea este egală cu curentul înmulțit cu un număr fracționar și unele constante fundamentale ale fizicii.

„În ziua în care am văzut-o, nu l-am recunoscut la început”, spune primul autor Lu. "Apoi am început să strigăm când ne-am dat seama că asta a fost foarte mare. A fost un moment complet surprinzător."

"Acesta a fost probabil primele mostre serioase pe care le-am pus în noul frigider", adaugă co-primul. autorul Han. „Odată ce ne-am calmat, ne-am uitat în detaliu pentru a ne asigura că ceea ce vedem este real”.

Cu analize suplimentare, echipa a confirmat că structura grafenului a prezentat într-adevăr efectul Hall anomal cuantic fracționat. Este pentru prima dată când efectul a fost observat în grafen.

„Grafenul poate fi, de asemenea, un supraconductor”, spune Ju. „Deci, ai putea avea două efecte total diferite în același material, unul lângă celălalt. Dacă folosești grafenul pentru a vorbi cu grafenul, se evită o mulțime de efecte nedorite atunci când creează o punte între grafenul și alte materiale.”

Deocamdată, grupul continuă să exploreze grafenul multistrat pentru alte stări electronice rare.

„Ne scufundăm pentru a explora multe idei și aplicații fundamentale ale fizicii”, spune el. „Știm că vor urma mai multe.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre cercetare, inovare și predare MIT .


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Tatăl negru este refuzat să cumpere vopsea pentru proiectul de artă al fiului său de patru ani de către personalul Hobbycraft, deoarece au presupus că o va folosi la GRAFFITI

_ Căldura record putrezește boabele de cacao, amenințănd agricultura din Coasta de Fildeș

_ Ryan Gosling seamănă foarte mult cu Emmanuel Macron, spune fostul ministru francez al Culturii, sugerând că tipul Barbie și Julia Roberts ar trebui să joace rolul președintelui și al soției sale în viitorul film biografic

_ YOLO Cheltuielile, inflația și înțelepciunea/nebunia mulțimilor

_ Cel puţin patru morţi în urma incendiului izbucnit într-un bloc cu 14 etaje din Valencia

_ Abuzuri în lanțul de aprovizionare: Legislația emblematică a UE privind moda rapidă atârnă în balanță

_ CEO ADNOC: Creșterea cererii globale de energie este nesustenabilă

_ Day of Bukovina, marked in Chernivtsi and Storozhynets, 106 years after union of Bukovina with Romania

_ Timişoara: Se reia, de vineri, transportul cu varopaşele pe Bega

_ ForMin Odobescu, Deputy PM for Reintegration of Republic of Moldova Serebrian, about Transnistrian file

_ Banca Angliei menține ratele dobânzii la 5,25%, în ciuda veștilor bune despre inflație... cu speranțe de ușurare pentru plătitorii de credite ipotecare în câteva luni

_ Șoferul care a fost amendat de o parcare de 1 lire sterline pentru că și-a plimbat câinele spune că anii de luptă cu compania i-au lăsat 733 de lire sterline din buzunar și cu un rating de credit stricat.

_ Elon Musk este prăjit din cauza unei mișcări „manipulative” și „încrezătoare” în timp ce iese cu prietenul apropiat Donald Trump

_ Fiica lui John Singleton, Dawn, numită victimă a înjunghierii Westfield Bondi Junction

_ Apple termină blocarea în magazinul de aplicații din UE pentru Fortnite-maker Epic

_ Am descoperit că soția mea era însărcinată din postarea pe Instagram a prietenei ei

_ Premiile Olivier 2024: Nicole Scherzinger se prezintă într-o rochie neagră adâncă, în timp ce se alătură glamului Cara Delevingne, Sheridan Smith, Hannah Waddingham și Sarah Snook în sosiri de top pline de stele

_ Pubul Notting Hill ai cărui obișnuiți includ Dua Lipa și Prințesa Eugenie lansează o luptă în instanță după ce plângerile de zgomot din partea vecinilor au declanșat un val de restricții

_ George Simion, în război cu toată lumea din cauza OUG 21/2024: 'Suntem martorii unei lovituri de stat în plină desfășurare'

_ Charles Spencer dezvăluie cum sora Diana i-a spus tatălui lor „dacă m-ai iubi, nu m-ai lăsa aici” când a fost trimisă la internat - în timp ce el povestește despre abuzurile suferite în timpul școlii.

_ IAN BRADY - POVESTE NESPĂSITA: Încolțit de poliție, Brady și-a întins mâna după arma - apoi și-a dat seama de greșeala lui teribilă

_ Fiica noastră, Ella, în vârstă de 16 ani, a vrut să moară... așa am adus-o înapoi din prag

_ Fani Scrambles: Fulton DA cere judecătorului să respingă probele de la telefonul mobil

_ Egiptul a recuperat o statuie furată a lui Ramses al II-lea, veche de 3.400 de ani

_ Manchester United 'are o echipă de viitor', consideră antrenorul ten Hag

_ TOȚI VORBEȘTE DESPRE: pantalonii greșiți ai lui Alan Titchmarsh

_ Iohannis îl felicită pe Alexander Stubb pentru victoria în alegerile prezidențiale din Finlanda: 'Aştept cu nerăbdare să lucrăm împreună'

_ Procesul de incendiu al lui Trump: Moment îngrozitor, gazdele CNN urmăresc cum protestatarul își dă foc în timp ce îi descriu corpul în flăcări care tremură în timp ce „este cuprins de flăcări totale”

_ Marca de încălțăminte a lui Meghan Markle, Aquazzura, prezintă fotografii ale ducesei purtând tocuri pentru ședința foto de logodnă și recepția de nuntă într-un nou reclam

_ Județul Maramureș promovat în cadrul celui mai important târg de turism din lume - ITB Berlin

_ Trump se înfurie că „împrejurul Joe Biden este implicat” în toate cazurile sale în instanță, inclusiv în procesul actual pentru bani, în timp ce juriul este pe cale să intre în a doua zi de deliberări

_ Satelitul SWOT ajută la măsurarea adâncimii lacului temporar din Valea Morții

_ Utilizatorii rețelelor sociale luminează AOC după ce ea �și dublează afirmațiile �RICO nu este o crimă�

_ Amanda Holden „primește un mesaj de susținere de la prietenul apropiat Simon Cowell” după ce a întrerupt tăcerea în legătură cu comentariile cu limba acidă ale lui Sharon Osbourne

_ Britney Spears spune că „familia mea m-a rănit” într-o postare usturătoare și laudă cartea lui Jennette McCurdy despre mama moartă după ce a primit „fără dreptate” și factura legală de 2 milioane de dolari a tatălui Jamie pentru o soluționare șoc

_ Bursa de Valori Bucureşti a închis pe roşu ultima şedinţă a săptămânii

_ Gigi Becali, de nerecunoscut! Anamaria Prodan a spus adevărul. Ce se întâmplă, de fapt, cu latifundiarul din Pipera

_ Premiile SAG 2024: Starul Barbie, Ryan Gosling, arată ca o păpușă Ken elegantă, în costum alb pur și albastru pudra

_ Alexandru Rafila îl taxează pe Piedone pentru închiderea școlilor: Nu cred că ploșnițele știu unde sunt sectoarele

_ Femeia devine virală cu povestea despre cum �valorile ei creștine conservatoare� au fost concediată de la Starbucks

_ Este iarba cu adevărat mai verde Down Under? Britanicii care au locuit în Australia își dau verdictul asupra țării care iese pe primul loc

_ Escobar: La doi ani după începerea SMO, Occidentul este total paralizat

_ Vladimir Cârpaci rupe tăcerea după ce a fost văzut la conferința Dianei Șoșoacă: Nu sunt membru și nu sponsorizez!

_ Care este pluralul cuvântului 'pască': Cum cerem corect la magazin mai multe...

_ Papa Francisc cere deschiderea unei anchete privind un posibil act de genocid comis de Israel în Gaza

_ Creșterea populației din Noua Zeelandă se blochează în timp ce kiwii fug din cuib

_ Dacă ai nasul mare, ar putea fi vina mamei: Poftele din timpul sarcinii pot influența trăsăturile faciale ale bebelușului (studiu)

_ A trecut un an destul de mult pentru această rudă regală, care a devenit tătic, a scris o carte inspirată de un câine mult iubit - și acum are de rezolvat o criză familială. Deci, care băiat de naștere împlinește astăzi 37 de ani?

_ Neymar şi-a cumpărat un penthouse de lux pentru 50 de milioane de dolari la Dubai

_ Maia Sandu: Nu exclud apariție `unei oportunități geopolitice` de soluționare a Problemei transnistreene

_ În interiorul luxosului hotel al prințului Harry și al lui Meghan Markle, Palm Beach, în valoare de 8.000 de dolari pe noapte, în timp ce se bucură de weekend la Miami pentru a filma noua emisiune Netflix despre polo a lui Duke

_ Minorii din Marea Britanie: Marea Britanie este „în fruntea topurilor” în ceea ce privește consumul de alcool pentru copii și ocupă locul patru la vaping, arată un raport important al Organizației Mondiale a Sănătății

_ INS rectifică creşterea economică a României din 2023 de la 2% la 2,1%

_ Doomed comet spotted near the sun during the April 8 total solar eclipse

_ Unde se află lacul misterios din România care s-a format în urma cutremurului din 1977

_ Citiți jurnalele scrise de mână ale lui Ruby Franke, care detaliază abuzurile aduse copiilor ei înfometați - inclusiv bărbierirea lor în cap, forțarea lor să doarmă afară și pedepsirea lor pentru că „fură apă”

_ VEZI: Dr. Phil zdrăngănește pe gazdele neștiuți �The View� c�nd schimbă subiectul și pleacă de la impactul �ngrozitor pe care �nchiderile școlilor l-au avut asupra copiilor �n timpul COVID

_ Fury, în adolescență, de 19 ani, este trimisă într-o instituție pentru tineri infractori pentru doar DOI ani din cauza accidentului care a lăsat-o pe mama tetraplegică, după ce a intrat în ea în timp ce se filma la volan.

Cum și de ce a fost recrutat Friedrich Merz de Black Rock


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2291, afisate in 39 pagini.